Seguidor de línea(profesional) 24 enero, 2014 3 respuestas Nota: Este articulo fue escrito con la colaboración de nuestro amigo robotista Sebástian Agudelo, Agudelo, agradecemos mucho su apoyo e interés en compartir su conocimiento y experiencia con la comunidad. Después de un largo tiempo tenemos la oportunidad de actualizar nuestro ya éxitoso tutorial de robot seguidor de línea (http://tdr http://tdrobotica.co/noticias/r obotica.co/noticias/robotica/53 obotica/53), vale la pena decir que no es cualquier actualización, actualización, este tutorial muestra las partes y funcionamiento de uno de los seguidores de línea más famosos del !" y !"# en las competencias de $ogotá, %olom&ia'
ara mucas personas un ro&ot seguidor de línea es la puerta de entrada al mundo de la electrónica y la ro&ótica, para otros se convierte en una o&sesión, en un reto, en una excusa para continuar me*orando sus conocimientos y experiencia en la ro&ótica' %reemos que esta +ltima opción es la que me*or define a Se&astián y sus creaciones' niciemos conociendo a Se&astián y sus ro&ots en esta vídeo entrevista realizada por &raim .ora de*emos de*emos que Se&astián Se&astián nos guíe so&re so&re los pasos para construir tu ro&ot seguidor de línea éxitoso para este nuevo a/o'
. !eta del "royecto 0n este peque/o artículo intentaremos lograr que construyas un ro&ot seguidor de línea negra velocista, realmente muy sencillo con pocos conocimientos, pero muy rápido y eficaz' Demostración de funcionamiento de 1elampago, el ro&ot que vamos a construir-
' 2ateriales a 3sar ara empezar crearemos una lista de todos los materiales que necesitas, aparte de esto te ará falta erramientas erramientas &ásicas como destornilladores, alicates, cautín, esta/o, y mucas ganas de empezar' 4í*ate que todos los elementos del ro&ot 1elampago los puedes conseguir en tdro&otica, solo az clic en el nom&re del producto para que puedas ver su precio y proceder a realizar la compra para tu próximo ro&ot seguidor de línea'
2 Motores Pololu 10:1
: 5racias a las características de reducción y el dise/o del ro&ot r o&ot este motor acopla perfectamente con las necesidades
requeridas'#!"$%&AN&E: Si se quiere un robot más grande o pesado recomendamos usar motores Pololu 30:1. Soporte para micro motores : 0ste soporte te permite fi*ar el motor a la &ase del ro&ot con muca seguridad, especializado para micromotores pololu'
Regleta Sensores QTR 8A: 0stos sensores ya ensam&lados te permiten aorrar muco tiempo y dinero, son 6 sensores ya arreglados para una detección de línea óptima' 0ntre mayor n+mero de sensores tienes mayor es la velocidad a la cual el ro&ot puede ir ya que siempre puede encontrar la línea que de&e de seguir' 7emos visto ro&ot seguidor de línea con asta 8 sensores999
Regulador Ajustable 2!"#$: 0s a&solutamente indispensa&le para no da/ar los sensores, ya que funcionan con :v' 0l regulador lo puedes a*ustar desde una entrada de ':; asta <; para que te entrege el volta*e de salida a :; y puedas alimentar tus circuitos o puedes utilizar un regulador de ' ( )*m+-'.
Placa %ab& 'rangut(n: 0sta peque/a placa agrupa un puente 7 para controlar los motores y un microcontrolador conectados previamente aorrándote prácticamente toda la parte electrónica y será nuestro controlador' Definitivamente es la me*or opción que puedes tener para tu ro&ot &asados en las características de tama/o, precio, potencia y fácilidad de programación'
Ruedas para seguidor de l)nea : Son indispensa&les este tipo de ruedas ya que aunque el ro&ot es un seguidor de línea, al alcanzar velocidades de más de mts segundo necesita un agarre optimo en cada curva' "laca, "/0 %obot: 0sta placa será la estructura del ro&ot, donde se soldaran y acoplaran todos los componentes' =am&ién puedes encontrar los dise/os en el arcivo ad*unto al final'
%ater)a *+, 300mA-: >as &aterías de >io son la me*or opción en ro&ótica el día de oy, está en particular es excelente opción para el ro&ot ya que su tama/o y peso en relación a su eficiencia es muy &uena' =en en cuenta que estás &aterías no se puede cargar con cualquier cargador, sino que se necesita un cargador especial que tam&ién encuentras en tdro&otica- cargador de bater)as de .iPo.
&rompa %obot: 0ste componente es de acrílico, al final del tutorial encontraras un arcivo zip en donde se encuentran los planos para que lo puedas fa&ricar' Programador A$R Pololu: ara programar el $a&y ?rangutan es necesario usar este programador de .;1, puedes programarlo ya sea desde el .;1 Studio o la interfaz de programación de .rduino como será nuestro caso' 2 /ables de ! Pines: >o usaras para conectar los sensores a la placa del ro&ot' %egleta 1- "ines: 0sto lo usaras en con*unto con los ca&les de : pines, igualmente para conectar la &atería a la placa' %egleta 2embra: 0sta se usara para conectar la &a&y orangután a la placa principal' 0ste elemento al igual que los siguientes los conseguiras con tu proveedor favorito de partes electrónicas' /able 3elgado mts: Sera necesario para conectar el motor a la placa' 4 *eds 5mm: =e indicara el estado del ro&ot, y será una &uena decoración' #nterruptor: ermite el paso de energía para programar, o usar el ro&ot' "ulsador: =e permitirá activar el ro&ot para que empiece a funcionar' %esistencias Superficiales 6: 1esistencias para los leds y el pulsador, su función es no da/ar los leds y no crear un corto con el pulsador al microcontrolador de la placa $a&y ?rangutan' Super 0onder: 2ás conocido como pegante instantáneo, se usara demasiado para algunos a*ustes'
#' %onstrucción y Dise/o
#'" laca, %$ 1o&ot 0n este caso el casis del ro&ot es la misma placa %$, se a realizado así para minimizar el peso del ro&ot y acer que la potencia de los motores se aprovece de la me*or manera' .dicionalmente es uno de los principales componentes del ro&ot, ya emos realizado el dise/o y te lo presentamos para que te guíes, por supuesto te aconse*amos que lo modifiques y le des a tu ro&ot una forma +nica' uedes fa&ricar esta placa manualmente o mandarla fa&ricar seg+n sea tu experiencia' uedes encontrar en el zip del proyecto una carpeta con todos los dise/os para que los modifiques y un arcivo en pdf que te puede servir tam&ién para crear tu propio casis' 0l dise/o se realizó en el PCB i!ard, puedes descargar una versión de prue&a en el sitio "eb del #abricante a$uí '
#' Soldar %omponentes a tu laca %uando ya tengas la placa lista de&es aora soldar todos los componentes a ella, te explicaremos de forma grafica y sencilla en donde de&e ir cada uno de los componentes y su orden especifico'
#'# Soldar y %olocar 2otores 0l siguiente paso es soldar a cada una de las terminales del motor un ca&le corto de : cm, los otros extremos del ca&le de&erán ser soldados a la placa teniendo en cuenta la imagen anterior' Siguiente a esto, se de&e con los soportes para motores, a*ustar los motores uno en cada lado, siguiendo los agu*eros de referencia en la placa'
#'8 =rompa del 1o&ot
%omo antes especificamos en la lista de materiales necesitas una trompa para el ro&ot donde colocaras los sensores para que detecten la línea, emos dise/ado unos arcivos para que la mandes a fa&ricar y que puedes encontrar en el zip al final del tutorial' >os arcivos corresponden a@=rompa 1o&ot .rcivo %orel (%orte >aser) @=rompa 1o&ot D4 (%orte .rtesanal)
%uando tengas ya tu trompa de&es pegar la parte n+mero uno, a la placa principal del ro&ot' Seguidamente con peque/os tornillos a*ustar a la parte numero uno la n+mero dos que ira a&a*o, enca*ando los agu*eros perfectamente, con esto podrías cam&iar el largo del ro&ot'
#': Sensores y %a&les A2uy &ien9, pronto terminaras tu seguidor velocista9 .ora el siguiente paso es soldar la regleta que tiene incluida los sensores, de esta manera-
#!"$%&AN&E: Bo soldar nada en el C$y ass Seguidamente colocar los sensores en la &ase numero de la trompa del ro&ot, entran perfectamente, y para a*ustarlos de&es tener peque/os tornillos' %uanto ya tengas todo esto armado el siguiente paso es usar los ca&les de : pines y conectar un extremo de am&os ca&les a la regleta de sensores, y el otro extremo a la regleta de "" pines que soldamos en nuestro ro&ot' Si iciste correctamente todos los pasos todo de&ería verse algo así-
#'E 1uedas =u seguidor cada vez tiene más forma, y es ora de colocarle sus respectivas ruedas, como antes emos mencionado aunque estas ruedas sean de sumo, son excelentes para el seguidor de línea velocista ya que tienen un agarre increí&le' ara colocar las ruedas de tu ro&ot de&es insertar el e*e del motor en el rin, verificando que la parte plana del e*e este contra el tornillo, seguidamente pasar a*ustarlo'
Fa a*ustado de&es insertar el neumático a presión y ya tienes una de las dos ruedas en el ro&otG Sigue los mismos pasos para la otra'
8' rogramación 0sta es la etapa final de tu seguidor, no queremos que esta sea una etapa comple*a y para esto te daremos todo para que tu seguidor funcione y lo puedas adaptar a tus necesidades'
8'" .rduino y %onfiguración Fa que la idea del ro&ot es que sea muy sencillo y fácil de comprender, se decidió usar el famoso softHare .rduino, ya que es fácil e intuitivo y seguramente lo aprenderás en poco tiempo' .dicionalmente si no sa&es nada de .rduino te recomendamos visitar estos muy &uenos tutoriales a$uí '
.ntes de programar nuestro ro&ot, de&emos tener en cuenta que usamos una placa no nativa con el entorno .rduino y de&emos configurar y cam&iar algunas cosas para que la placa sea programada correctamente' ololu la empresa que fa&rica esta placa, te explica un poco que de&es acer para que funcione de&idamente en el siguiente linI-
ttp:pololucomdocs01*3 gualmente tienes que instalar los drivers del programador .;1 ;", en este linI ololu te explica-
ttps:pololucomdocs0343a 5,ersi6n 1 del programador A$R7 ttps:pololucomdocs04*+1 5,ersi6n 2 del programador A$R7 Después de estos pasos, ay que guardar las siguientes li&rerías en esta dirección en tu %- %-Jrogram 4iles (x6E)J.rduinoJli&raries 0n el caso que .rduino esté instalado en otra dirección tienes que &uscarla y guardar las li&rerías en la carpeta li&raries' Adjunto Archivo
8' rograma AAA0n &uena ora solo falta programar tu ro&ot y lo tendrás en pista de inmediato999' ara programar la placa de&es conectarla el programador de .;1 .l $a&y ?rangutan' %on la &atería puesta de&es prender el ro&ot y verificar que en la placa $a&y ?rangutan prenda el led verde, de otra forma alguno de los pasos anteriores incluso la %$ puede estar mal'
Si todo sale &ien conecta el programador a tu % ya configurado y este a tu $a&y ?rangutan' .&re el entorno .rduino y pega el siguiente %ódigo, tam&ién lo encuentras en la documentación ad*unta' %include &'()*ensors.h+ %include &rangutan-otors.h+ //// //*ensores de inea P %dene -**)* 6 // u7ero de sensores $ue usa %dene -*8-P*P)**) 5 // -uestras por sensor %dene -9(()P9 2 // e7itter is controlled b digital pin 2 // sensors 0 through 5 are connected to analog inputs 0 through 5, respecti;el '()*ensors8nalog $tra<
? @0, 1, 2, 3, 4, 5A, -**)*, -*8-P*P)**), -9(()P9? unsigned int sensoralues=-**)*> rangutan-otors 7otors //// //elocidad -aDi7a )obot////// const int 7aDi7u7 E F0 //// //8)* P////8)* P//// int Proporcional E 1.45 int eri;ati;o E 16 //// //elocidad de Calibracion
int ;elcalibrate E 20 //// ;oid setup
//9nstrucciones para 7pe!ar a hacer la Calibracion de *ensores
dela<1500? digitalrite
digitalrite
dela<200? digitalrite
digitalrite
@ unsigned int position E $tra.readine
// )e#erencia donde seguira la linea, 7itad sensores. int proportional E
.ntes de programarlo de&erás seleccionar la placa $a&y ?rangutan y el rogramador .;1 S v de la siguiente formaSelección $a&y ?rangutan-
Selección rogramador-
%uando ya tengas esto seleccionado, lo +nico que falta es que programes y tu ro&ot de&ería funcionar torpemente'
:' .*uste del %ontrol 0n esta etapa si a&laremos un poco más del control para que entiendas el funcionamiento &ásico y porque tienes que a*ustarlo' =u ro&ot tiene programado un control llamado "3 )Proporcional – Derivativo , no entrare en detalle acerca del él, ya que matemáticamente es un poco comple*o, este control tiene varia&les que cam&ian la respuesta del ro&ot en cada situación, literalmente son numero que pueden cam&iar todo' 0sto quizá es la parte más comple*a del ro&ot a*ustar esos dos n+meros mediante mucas prue&as, aunque algunos tips te pueden facilitar la o&tención de los valores adecuados, a continuación veras cuales y donde se encuentran en el código estos n+meros//// //8)* P////8)* P//// int Proporcional E 1.45 int eri;ati;o E 16
?tro valor importante es la velocidad del ro&ot, que varía de ! a :: y se encuentra en este lugar//// //elocidad -aDi7a )obot//////
const int 7aDi7u7 E F0
1etomando los valores del D para lograr a*ustarlos, una vez que estás seguro que el ro&ot funciona, de&es al valor llamado 7"roporcional- darle un numero &a*o, y el ;alor llamado 73eri(ati(o- Darle un valor de !, una vez agas esto programas el ro&ot y prue&as que quede oscilatorio pero siguiendo la línea, sin volverse loco a la velocidad que tu deseas, te recomiendo empezar con menos de ":!' 7ay dos posi&ilidades, una que el ro&ot oscile de una manera adecuada sin descontrolarse, y otra que el ro&ot se vuelva Cloco, si sucede esto de&es conectar al % nuevamente y pro&ar otro valor asta encontrar la oscilación adecuada' Si ya as encontrado la oscilación adecuada, es el momento para agregarle un n+mero al valor llamado73eri(ati(o, podrías agregarle un n+mero mayor al valor de 7"roporcional, prográmalo y prue&a el ro&otG odrás notar que el ro&ot tiene un comportamiento totalmente diferente y que ese valor cam&io todo, aora es cuestión de cam&iar esos valores asta encontrar que el ro&ot funcione como en los videos que te emos mostrado' 0sto es un arduo tra&a*o y lo que más toma tiempo, lo que yo te recomendaría es que varíes el valor 73eri(ati(o más que el 7"roporcional ya que este una vez encontrado es efectivo, una forma de darte cuenta es que en rectas no oscile y acelere al "!!K de la velocidad esta&lecida, en este punto tu7"roporcional esta casi perfecto, aora si se sale en las curvas de&es cam&iar el 73eri(ati(o poco a poco asta encontrar el valor adecuado que aga con*unto con tu valor 7"roporcional y poco a poco vallas su&iendo la velocidad y cam&iando los valores, la velocidad del ro&ot afecta los valores directamente' N$&A: 7ay que tener en cuenta que cada vez que el ro&ot se apague de&e cali&rar sensores, esta función está incluida en el
código, y mueve el ro&ot para que los sensores pasen por toda la línea, cuando la &atería esta descargada el ro&ot le cuesta acer esta operación y de&e ser recargada'
9S/ARA acá los planos del "/0, los dise8os de la trompa, las librer9as y el programa en Arduino. ost navigation ; Anterior Siguiente <
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